Hälytyksensiirto GPRS-yhteydellä

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan GPRS-palvelun hyödyntämistä TeliaSoneran Sonera Alerta -palveluiden tiedonsiirtoyhteytenä. GPRS-palvelun pakettikytkentäisillä tiedonsiirtoyhteyksillä hyödynnetään GSM-verkon resursseja tehokkaammin kuin GSM-verkon piirikytkentäisillä tiedonsiirtoyhteyksillä. GPRS-yhteyden muodostaminen on nopeampaa ja saavutettava tiedonsiirtonopeus suurempi kuin GSM-yhteyden. GSM-yhteyden soittosarjatekniikat ja -laitteistot ovat ns. vanhenevaa tekniikka, joista pyritään luopumaan. Laitteistoja uusittaessa kustannustehokkaamman tekniikan käyttäminen on taloudellisesti kannattavaa. Työssä tutustutaan hälytysjärjestelmiin sekä niiden ilmoituksensiirtojärjestelmänä käytettäviin Sonera Alerta -palveluihin. Sonera Alerta -palveluista käsitellään TeliaSoneran yrityksille tarjoamat palvelut sekä Sonera Alerta -palveluihin liittyvät tiedonsiirtopalvelut ja -laitteet. Työn teoriaosassa käsitellään GPRSpalvelun toimintaa ja esitellään GPRS-verkon rakenne ja tärkeimmät verkkoelementit. Modbus-protokollan toiminta kuvataan yleisellä tasolla ja esitellään Modbus-protokollan tiedonsiirtoon käytettävät Modbus-protokollan eri versiot. Teoriaosassa käydään myös lyhyesti läpi TCP/IP-viitemalli sekä TCP-, IP- ja PPP-protokollan toiminta. Työn tutkimusongelman muodostavat Modbusprotokollan käyttämä asiakas/palvelin-malli ja GPRS-yhteyden tiedonsiirrossa esiintyvät viiveajat. Työssä suunniteltiin ratkaisumalli hälytyksensiirron toteuttamiseksi GPRSyhteydellä. Suunniteltu ratkaisumalli täyttää pääosin pelastusviranomaisen sekä CEA 4039 -standardin hälytysjärjestelmän ilmoituksensiirtojärjestelmälle asettamat vaatimukset GPRS-yhteydellä välitettäväksi sovellustason protokollaksi valittiin Modbus-protokolla, jota käytetään Sonera Alerta -palveluissa Alertapalveluverkon päätelaitteen ja palohälytysjärjestelmän välisessä tiedonsiirrossa. GPRS-palvelun ja Modbus-protokollan tutkimiseksi ja testaamiseksi rakennettiin testiympäristö. Lisäksi työssä tarkasteltiin suunnitellun ratkaisumallin linjavalvonnan synnyttämän tiedonsiirron määrää. Työn tuloksena todettiin hälytyksensiirron toteuttamisen GPRS-yhteydellä olevan mahdollista, mutta luotettavan hälytyksensiirron GPRS-yhteydellä vaativan tiedonsiirron priorisoinnin sekä radiorajapinnan priorisoinnin käyttöönottamisen TeliaSoneran GPRS-verkossa. Lisäksi todettiin hälytyksensiirron toteuttamisen käyttämällä pelkästään GPRS-palvelua vaativan GPRS-verkolta tuen PDPkontekstin aktivointiin päätelaitteelta GPRS-verkon pyynnöstä.

The objective of this thesis was to examine the implementation of GPRS technology as a data transfer technique in TeliaSonera's Sonera Alerta services. GPRS technology offers a packet-switched data service, which provides more effective resource usage of the GSM network than circuit-switched data service of the GSM network. Also, GPRS technology is designed for fast reservation to begin the transmission of packets, and attainable data transfer rates are higher. TeliaSonera's aim is to resile from declining dial-up techniques and equipment of the GSM network. Upon the renewal of these techniques it is financially profitable to use more cost-effective techniques. The thesis familiarizes with alarm systems and Sonera Alerta services, which are used to provide an alarm transmission system for alarm systems. Those Sonera Alerta services, which are provided to business customers, are discussed. Also, related data transfer services and data transmission devices used in Sonera Alerta services are discussed. In the theory part of the thesis, GPRS technology and its functions are clarified, also a structure of the GPRS network and the main network elements are introduced. The functionality of Modbus protocol is clarified, and different versions of the Modbus protocol are introduced. In addition, a brief introduction of the TCP/IP Reference Model, TCP, IP and PPP protocols is included. Research problems of the thesis consist of the client/server model used by Modbus protocol and delay times of the GPRS data service. Within the thesis a solution to implement GPRS technology in alarm transfer was designed. The solution mostly fullfils the demands set to alarm transfer systems by rescue authorities and the CEA 4039 standard. The Modbus protocol was chosen for the application layer protocol, because it is already used in Sonera Alerta services for data transfer between terminal equipment and fire alarm systems. An experimental alarm transfer system was built to test and study GPRS data service and functions of the Modbus protocol. Also, the amount of data traffic generated by monitoring the data transmission connection was studied. As a conclusion, it can be said that it is possible to implement GPRS technology in alarm transfer, but to provide a reliable alarm transfer, priorisation must be used in data transfer, and the priorisation of radio interface must be deployed in TeliaSonera's GPRS network. Furthermore, it was clarified that Network- Requested PDP Context Activation procedure must be supported in a GPRS network, if alarm transfer is implemented using only GPRS data service.